DE1263828B - Anordnung zur Realisierung der logischen Funktion >>ausschliesslich Oder<< mit Magnetkernen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche KL: 21 al-36/18

Nummer: 1 263 828

Aktenzeichen: J 17059 VIII a/21 al

Anmeldetag: 2. Oktober 1959

Auslegetag: 21. März 1968

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Realisierung der logischen Funktion »ausschließlich Oder« mit zwei remanenzaufweisenden ringförmigen Magnetkernen und der Möglichkeit der wiederholten Gewinnung des Ausgangssignals.

Die Feststellung des Magnetisierungszustandes von Magnetkernen, die zum Speichern von Daten oder als logische Schaltung dienen, kann einmal unter Zerstörung des Magnetisierungszustandes durch Rückführung in einen Bezugszustand erfolgen. Ohne blei- ίο bende Remanenzänderung läßt sich der Zustand eines Magnetkernes auch dadurch ermitteln, daß dem Remanenzfluß ein Hilfsnuß überlagert wird, der entweder von außen eingeprägt oder durch Wicklungen in Bohrungen des Magnetkernes erzeugt wird.

Die Erfindung macht von der zweiten Möglichkeit Gebrauch. Sie macht sich zur Aufgabe, eine einfache Anordnung zur Realisierung der logischen Funktion »ausschließlich Oder« zu schaffen, die beliebig oft abfragbar ist und die mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann. Die Anordnung enthält zwei ringförmige, remanenzaufweisende Magnetkerne mit Wicklungen, die den ganzen Ringquerschnitt umschlingen und mit weiteren Wicklungen, welche Bohrungen auf der Mittellinie des Ringquerschnittes durchsetzen.

Die erfindungsgemäße Anordnung der genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswicklung jedes Magnetkernes mit einer die Ummagnetisierung hindernden Sperrwicklung des anderen Magnetkernes in Reihe geschaltet ist und daß beide Magnetkerne eine den Remanenzzustand nicht bleibend ändernde Abfragewicklung, eine Rückstellwicklung sowie in Reihe geschaltete Ausgangswicklungen tragen.

Das Ausführungsbeispiel der Beschreibung wird durch Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines ausschließlichen Oder-Kreises zusammen mit den vier möglichen Kombinationen von Eingangsspannungen und den zugehörigen Ausgangssignalen;

F i g. 2 zeigt die Schaltung des Ausführungsbeispieles, und

F i g. 3 ist ein Impulsdiagramm.

Eine Schaltung mit der Eigenschaft »ausschließlich Oder« oder jeweils »Oder« besitzt zwei oder mehr Eingangsklemmen und eine Ausgangsklemme, an welcher dann und nur dann ein Signal erscheint, wenn an nur einer der Eingangsklemmen ein Signal angelegt wird. Die folgende Tabelle gibt diesen Sachverhalt für eine Schaltung mit zwei Eingangsklemmen wieder.

Anordnung zur Realisierung der logischen
Funktion »ausschließlich Oder« mit
Magnetkernen

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m. b.H.,

7032 Sindelfingen, Tübinger Allee 49

Als Erfinder benannt:
Richard Clarke Lamy,
Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 3. Oktober 1958 (765 177)

2	.Schritt	Eingang	Eingang	Ausgang	= AE + ~ÄB
	A	B	C
1	1	0	1
2	1	1	0
3	0	1	1
4	0	0	0

Die beiden Magnetkerne 10 und 11 der erfindungsgemäßen Anordnung tragen je eine Eingangswicklung 10a und 11a, denen über die Klemmend und B Eingangsimpulse zugeführt werden können. Weiter trägt jeder Kern eine Rückstellwicklung 1Or und Ur, welche die Einstellung eines Ausgangsmagnetisierungszustandes erlauben. Weiterhin trägt jeder Kern eine Sperrwicklung 10 i, 11 i, mit welcher die Änderung des im Magnetkern bestehenden Flußzustandes verhindert werden kann. Durch die Abfragewicklung 10 s, Us läßt sich eine reversible Änderung des Flußzustandes jedes Magnetkernes herbeiführen. Schließlich trägt jeder Kern noch eine Ausgangswicklung 10 ο, 11 ο, an deren Klemme C ein eventuelles Ausgangssignal erscheint. Ein solches Ausgangssignal erscheint entsprechend der Bedingung »ausschließlich Oder« nur, wenn der Magnetisierungszustand der beiden Kerne verschieden ist. Unter Benutzung der Bezeichnungen der Boolschen Algebra lautet diese Bedingung:

Ausgang = ,42? + ÜB.

In Reihe mit der an die Klemme A angeschlossenen Eingangswicklung 10 a des Kernes 10 liegt die Sperrwicklung 11 i des Kernes 11. Diese Sperrwick-

809 519/565

3 . 4

lung durchsetzt den Kern mittels einer Bohrung und strichelt gezeichneten Kurven durchlaufen. Dieser umschlingt die beiden dadurch gebildeten Quer- Vorgang kann sich beliebig oft wiederholen, schnittshälften des Kernes in Form einer Acht. Das- Ein Rückstellimpuls 15b (Fig. 3) bleibt auf den

selbe gilt für die zweite an die Klemme B angeschlos- Kern 11 ohne bleibenden Einfluß (F i g. 4 A), der seneEingangswicklung 11 α und die Sperrwicklung 11 r. 5 Kern 10 jedoch wird zum Punkt — B₁. zurückgeführt. Auch die Rückstellwicklung 10 r und 11 r, welche Der folgende Abfrageimpuls 16 ζ bewirkt das Ausdie Kerne auf immer gleiche Anfangsmagnetisierungs- gangssignal 18 e.

zustände einstellen, sind in Form einer Acht gewik- Führt man jetzt dem Eingangs einen Impuls 19b

kelt. Die Rückstellwicklungen können in Reihe oder zu, ohne dem Eingang A einen Impuls zuzuführen, parallel geschaltet sein. Die an die Klemme S vor- io so bringt die Eingangswicklung 11 b den Kern 11 zugsweise in Reihe angeschlossenen Abfragewicklun- zum Punkt +B₁.. Die Fig. 6A zeigt die Wirkung gen 10s, Ils durchsetzen den Kern mittels zweier dieses Impulses auf den Kern 10 in dicken schwarzen Bohrungen so, daß die Achse der Wicklung radial Linien; es stellt sich der Punkt 20 c ein. Der nächste zum Kern verläuft. Als Ausgangswicldung wurde ein Abfrageimpuls 16/ läßt den Kern 10 die in F i g. 6 A einfacher durch die Mittelöffnung des Kernes gesteck- 15 punktiert gezeichnete Schleife mit Rückkehr zum ter Leiter gewählt. Die beiden Ausgangswicklungen Punkt 20 c durchlaufen. Der Kern 11 jedoch erleidet sind in Reihe an die Klemme C angeschlossen. (s. F i g. 6B) eine große Flußänderung, welche punk-

Beim Betrieb der Anordnung werden, wie erwähnt, tiert in Fig. 6B angezeigt ist und die beim Punkt die Magnetisierungszustände beider Kerne zunächst 20 b endet; jetzt entsteht der Ausgangsimpuls 18/. in die Anfangslage gebracht; dies geschehe durch 20 Dieser Vorgang entspricht dem Schritt Nr. 3 von einen Impuls 15a (Fig. 3) auf die Wicklungen 10r Fig. 1 und erfüllt die logische Bedingung A —B. Ein und 11 r. Der sich einstellende Magnetisierungszu- weiterer Abfrageimpuls 16 g läßt einen Ausgangsstand ist in den Spuren 44 und 4 B mit —B_r bezeich- impuls 19 g entstehen, entsprechend dem gestrichelt net. Ein Abfrageimpuls auf die Klemme5 ruft nun gezeichneten Kurvenverlauf in den Fig. 6A und an der Ausgangsklemme C kein Signal hervor. Der 25 6B.

Abfrageimpuls 16α (Fig. 3) hat auf jeden Kern die Nach einem Rückstellimpuls 15c liefert der fol-

in Fig. 5B gezeigte Wirkung. Der Magnetisierungs- _gende Abfrageimpuls 16h das Ausgangssignal 19h, zustand verändert sich längs der Hystereseschleife das. praktisch 0 ist. Nun mögen den beiden Eingänvom Punkt — B_r nach links unten und kehrt zu dem gen A und B gleichzeitig die Eingangsimpulse 18 b Punkt —B_r zurück. Der Impuls 16 a verändert den. 30 und 19 c zugeführt werden. Dies entspricht der Be-Zustand keines Kernes und bleibt. Es entsteht zwar . dingung oder dem Schritt Nr. 2 von F i g. 1, wo in den Wicklungen 10 0 und 11 ο eine kleine Fluß- A=I und B=I sind. Es muß das Ausgangssignal 0 änderung, aber das entstehende Ausgangssignal 17 α entstehen. Dies ist auch der Fall, weil der Eingangs-(Fig. 3) kann praktisch als Ausgangsspannung »0« impuls 18b mittels der Sperrwicklung 11 i eine Umgewertet werden. Die Wiederholung des Abfrage- 35 magnetisierung des Kernes 11 verhindert, während signals 16 & hat dieselbe Wirkung (17 b), der Impuls 19 c mittels der Sperrwicklung 10 z eine

Es möge nun an die Klemmet der Fig. 2 ein Ummagnetisierung des Kernes 10 verhindert: Wie die Eingangsimpuls 18a (Fig. 3) und an die KlemmeB Fig. 7A und 7B zeigen, bleiben bei beiden Kernen ein Eingangssignal angelegt werden. Als Folge eines die Zustände 20 c. erhalten. Die Eingangsimpulse 18 & Abfrageimpulses 16 6 erscheint nun an der Klemme C 40 und 19c lassen (Pi g. 7 A und 7B) die dick gezeichein Ausgangsimpuls 17 c von merklicher Größe. Die . neten Schleifenteile durchlaufen. Beim ersten AbSättigung des ausschließlichen Oder-Kreises, daß ein frageimpuls werden die punktiert gezeichneten Schlei-Ausgangssignal erscheinen soll, wenn der Eingang fen mit der Ausgangsspannung 0 durchlaufen und bei A = I, Β = ϋ vorliegen, ist erfüllt. Der Eingangs- weiteren Abfrageimpulsen 16 k die gestrichelt geimpuls ISa: hatte die.Wirkung (s.-F.ig. 5A), daß.der 45 zeichneten Schleifen, welche ebenfalls wieder zum Flußzustand des Kernes 10 der Hystereseschleife , Punkt 20 c zurückführen und kein Ausgangssignal —B_T nach aufwärts folgte und sich nach dem Ende verursachen.

des Eingangsimpulses.auf den Punkt +B_r einstellte; Wenn jetzt ein Rückstellimpuls, z. B. wieder 15a

die dicke schwarze Linie in Fig. 5A zeigt diesen zugeführt wird, so stellt sich bei beiden Kernen der Weg. Der Impuls ISe wurde gleichzeitig mit der 50 Zustand -B₁. ein, der in den Fig. 4A und 4B dar-Sperrwicklungllz des Kernes 11 wirksam. Er läßt gestellt ist. Der jetzt folgende Abfrageimpuls 16 α läßt den Magnetisierungszustand dieses Kernes die in das Ausgangssignal 0 entstehen." Dies ist eine An-F i g. 5 dick schwarz ,gezeichnete Linie durchlaufen, zeige dafür, daß in die Anordnung die Anf angswelche zum Punkt 20 c führt, der nahezu mit dem bedingungen A = O und B = O eingeführt wurden. Punkt -B₁. zusammenfällt. Der Abfrageimpuls 16 c 55 Als Material für in dieser Anordnung verwendbare läßt den Kern 10 die-in Fig. 5A punktiert gezeich- Kerne kann Mo-Permalloy mit etwa 20 Lagen benete Hysterese durchlaufen, die nach dem Ende des nutzt werden. Die Sperrwicklungen und die RückImpulses 16 c zum Punkt 20 b zurückführt. Dieser Stellwicklungen haben je zwei Windungen; die Ein-Zustand 20 b ist ein stabiler Remanenzzustand, denn gangswicklungen fünf Windungen und die Abfrageauch nach einem weiteren Abfrageimpuls 16 rf kehrt 60 wicklungen drei oder mehr Windungen. Die Einder Magnetisierungszustand des Kernes 10 zu ihm gangsimpulse können einer Spannungsquelle von zurück. Der Abfrageimpuls 16 c bringt den Kern 11 45VoIt mit 10 Ohm Innenwiderstand entnommen vom Punkt20c (Fig. 5B) auf dem punktierten Weg werden. Gleiche Bedingungen können für die Rückwieder zum Punkt 20 c zurück. Der an der Klemme steUwicklungen gelten. Die Abfrageimpulse können erscheinende Ausgangsimpuls 17 d ist die Summe 65 einem Treiber in einer Gasentladungsröhre von der Ausgangsimpulse beider Kerne und genügt der 700 mA Anodenstrom entnommen werden. Diese als Bedingung »ΑΉ«. Der Abfrageimpuls 16 d läßt die Beispiele zu betrachtenden Werte können sich mit Kerne 10 und 11 die in den Fig. 5A und 5B ge- anderen Kernmaterialien, z.B. Ferriten, stark ändern.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Realisierung der logischen Funktion »ausschließlich Oder« mit zwei remanenzaufweisenden, ringförmigen Magnetkernen, die den ganzen Ringquerschnitt umschlingende Wicklungen sowie weitere Wicklungen tragen, welche auf der Mittellinie des Ringquerschnitts angeordnete Bohrungen durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswicklung (10 α, 11α) jedes Magnetkernes (10, 11) mit einer die Ummagnetisierung hindernden Sperrwicklung (10z, Ui) des anderen Magnetkernes in Reihe geschaltet ist und daß beide Magnetkerne eine den Remanenzzustand nicht bleibend ändernde Abfragewicklung (10s, Ils), eine Rückstellwicklung (1Or, 11 r) sowie in Reihe geschaltete Ausgangswicklungen (10 o, 11 o) tragen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfragewicklung (z. B. 10 s) den Magnetkern mittels zweier Bohrungen durchsetzt und einen etwa radial verlaufenden Hilfsfluß erzeugt.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr- und die Rückstellwicklungen (10/, Hi bzw. 1Or, Hr) ihre Magnetkerne durch je eine Kernbohrung in Achtform umschlingen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 519/565 3. 68 © Bundesdruckerei Berlin